Propietats de la carboximetil cel·lulosa de sodi i factors que influeixen en la viscositat CMC

La carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC) és un polímer d'ús habitual en diverses aplicacions industrials, com ara aliments, productes farmacèutics, productes per a la cura personal i detergents. És un derivat soluble en aigua de la cel·lulosa que es produeix per la reacció de la cel·lulosa amb l'àcid cloroacètic i l'hidròxid de sodi. CMC és molt versàtil i té una àmplia gamma de propietats que el fan adequat per a diverses aplicacions. En aquest article, parlarem de les propietats de CMC i els factors que influeixen en la seva viscositat.

Propietats de CMC:

1. Solubilitat: CMC és altament soluble en aigua, cosa que fa que sigui fàcil de manejar i utilitzar en diverses aplicacions. També es pot dissoldre en alguns dissolvents orgànics, com l'etanol i el glicerol, segons el seu grau de substitució.
2. Viscositat: CMC és un polímer altament viscós que pot formar gels a altes concentracions. La viscositat del CMC està influenciada per diversos factors, com ara el grau de substitució, la concentració, el pH, la temperatura i la concentració d'electròlits.
3. Reologia: CMC presenta un comportament pseudoplàstic, el que significa que la seva viscositat disminueix amb l'augment de la velocitat de cisalla. Aquesta propietat és útil en aplicacions on es necessita una alta viscositat durant el processament, però una baixa viscositat durant l'aplicació.
4. Estabilitat: CMC és estable en un ampli rang de condicions de pH i temperatura. També és resistent a la degradació microbiana, la qual cosa el fa adequat per al seu ús en aplicacions alimentàries i farmacèutiques.
5. Propietats de formació de pel·lícules: CMC pot formar pel·lícules primes i flexibles quan s'assequen. Aquestes pel·lícules tenen bones propietats de barrera i es poden utilitzar com a recobriments per a diverses aplicacions.

Factors que influeixen en la viscositat CMC:

1. Grau de substitució (DS): el grau de substitució és el nombre mitjà de grups carboximetil per unitat d'anhidroglucosa a la molècula de cel·lulosa. CMC amb un DS més alt té un grau de substitució més alt, el que condueix a una viscositat més alta. Això es deu al fet que un DS més alt condueix a més grups carboximetil, la qual cosa augmenta el nombre de molècules d'aigua unides al polímer.
2. Concentració: la viscositat de CMC augmenta amb l'augment de la concentració. Això es deu al fet que a concentracions més altes, hi ha més cadenes de polímers, la qual cosa condueix a un major grau d'entrellaçament i una major viscositat.
3. pH: la viscositat de CMC es veu afectada pel pH de la solució. A pH baix, la CMC té una viscositat més alta perquè els grups carboxil es troben en la seva forma protonada i poden interactuar més fortament amb les molècules d'aigua. A pH alt, el CMC té una viscositat més baixa perquè els grups carboxil es troben en la seva forma desprotonada i tenen menys interacció amb les molècules d'aigua.
4. Temperatura: la viscositat de CMC disminueix amb l'augment de la temperatura. Això és degut a que a temperatures més altes, les cadenes de polímer tenen més energia tèrmica, la qual cosa comporta un major grau de mobilitat i una disminució de la viscositat.
5. Concentració d'electròlits: la viscositat de CMC es veu afectada per la presència d'electròlits a la solució. A concentracions elevades d'electròlits, la viscositat de CMC disminueix perquè els ions de la solució poden interactuar amb els grups carboxil del polímer i reduir la seva interacció amb les molècules d'aigua.

En conclusió, la carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC) és un polímer altament versàtil que presenta una àmplia gamma de propietats, com ara solubilitat, viscositat, reologia, estabilitat i propietats pel·lícules. La viscositat del CMC està influenciada per diversos factors, com ara el grau de substitució, la concentració, el pH, la temperatura i la concentració d'electròlits. Entendre aquests factors és important per optimitzar el rendiment de CMC en diverses aplicacions.